大跨度斜柱人字架和双曲扭壳组合屋盖结构预应力施工

王龙云

摘 要：大跨度斜柱人字架和双曲扭壳是一种较为特殊的建筑屋盖结构，其具有良好的稳定性和较强的承载能力。并且在这一结构下，地下拉杆的耐久性更加持久，从而使施工的安全性和建筑结构的安全性得到有效的保证。本文主要通过对某工程概况的介绍，对超长拉杆有粘结预应力施工的阐述，进而探讨了大跨度斜柱人字架和屋面扭壳屋盖结构的无粘结预应力施工技术，仅此提供借鉴。

关键词：大跨度斜柱人字架；双曲扭壳；屋盖结构；预应力；施工

大跨度斜柱人字架和双曲扭壳组合是近年来在建筑施工技术水平不断提高的前提下行程的一种新型建筑屋盖结构形式，在建筑施工中采用这一结构形式，可以增大建筑屋盖结构的稳定性，能够节约建筑施工的时间，还能够减少建筑施工中的意外事故，因此大跨度斜柱人字架和双曲扭壳组合在建筑屋盖结构施工中是非常值得推广应用的。以此，笔者就大跨度斜柱人字架和双曲扭壳组合屋盖结构预应力施工的有关问题进项详细的阐述。

1 工程概况

某建筑结构平面呈四边形，每边中部结构有着外斜的倾向，其中长边为97.8m，短边为67.9m。因此，为了提高该建筑结构的稳定性和承载能力，施工单位就采用预应力混凝土双曲扭壳和斜柱人字架相结合的方法对其进行施工。

在该施工工程中，施工人员将两斜柱组成人字架。其中，为了有效的提高建筑结构的稳定性，施工人员就在柱顶处连接横梁框，并且在屋顶中部设置拨风构件。在柱脚出施工人员则是用预应力混凝土拉钢构件进行连接，以便于很好的承受建筑结构中产生的应用力。当两组人字架相互正交的时候，这两组人字架则将该建筑的屋面划分成为水平投影均为平行四边形的4块扭壳，在对其进行划分的时候，一定要保证其建筑扭壳结构左右对称。在该工程施工前，施工人员一定要根据工程施工的要求和施工的实际情况，对其工程施工材料以及施工设备进行严格的要求，从而保障工程施工的顺利进行。

2 超长拉杆有粘结预应力施工

2.1 施工中注意的问题

一方面，因为这项工程的特殊性，使得预应力拉杆应用在了地面以下的位置，这虽然起着一定的作用，但是也正因为如此，使得这项工程的某些构件受到了极大地损害，尤其是在耐久性方面，施工人员及时发现了问题，并且找到了解决的方法，那就是通过真空辅助灌浆技术来解决这个问题，这样建筑构件的性能就显著的提高了，尤其是稳定性能。

另一方面，在建筑施工之前，相关施工人员就应该做好有关准备，尤其是对预应力拉杆的相关信息要掌握好，长度多少，应该设置在哪里等问题，这样就能够充分保证建筑施工质量能够达到国家规定的标准。但是，如果在施工中确实存在预应力拉杆或者张拉吨位过大的现象，那么，施工技术人员就应该采取相应的措施，来降低这种现象带来的风险，这是超长拉杆在施工中需要注意的重点但也是难点。

2.2 预应力筋孔道留设

预应力筋孔道留设在建筑施工中是很重要的环节，这个环节要求相关人士必须按照相应的规范进行操作，这样才能掌握好留设的尺度，这样无论是管材的强度，还是管材的厚度都能够得到有效的保证。预应力筋孔有两个拉杆，一个是长向的，一个是短向的，这两个拉杆在具体设置时，应该将其长向的安装在下面，短向的则在上，这里主要是为了能够让这两个拉杆的塑料波纹管能够顺利的相交，需要注意的是相交点的接触面必须符合事先的设计位置。具体的讲究这长向管和短向管都要距离设计位置大约7厘米处。在安装塑料波纹管时也需要注意很多的问题，首先，要利用支架定位固定，而且这个支架最好是钢筋材质的，间距在1米左右，其次，接头处要用套管进行有效的连接，而且必须用专用的套管，再次，合理安装灌浆孔，通常情况下都安装在喇叭管上，这个喇叭管通常孔道两端铸铁上；最后，如果已经利用上文中提及的塑料波纹管以及真空辅助灌浆的方法，那么需要注意，超长孔道可以不用再安装排气孔。

2.3 预应力筋安装

在对预应力筋设置安装时，首先要完成两项工作，一项是地下室底板的浇筑工作，另一项是拉杆混凝土浇筑工作，完成这两项工作之后，再将预应力筋穿入孔道中，穿入方法通常都是整束穿入，穿入时一般都利用慢速卷扬机。穿入时对牵引头有特殊的要求，通常都是根据预应力筋具体要求来选择牵引头，而且穿入的进度一般都是每天穿1束。在预应力安装时，也会有很多的困扰，这些困扰都是主要是因为产地狭小导致的。

2.4 真空辅助灌浆

真空辅助灌浆需要很都步骤才能完成，要想做好这项工作，每个环节都不能大意马虎，主要环节如下：第一，开启真空泵，将孔道中的真空抽到受到能够保持孔道稳定的状态，第二，开启灌浆泵，并且直接灌浆，这一过程中，真空泵不能停止工作；第四，待抽真空端空气滤清器有浆体经过时，关闭阀门，稍后打开排气阀；当水泥浆从排气阀顺畅流出，浓度达到要求时，关闭阀门；灌浆泵继续加压至0.6MPa左右，持压1～2min，完成灌浆。

3 屋面扭壳无粘结预应力施工

3.1 施工特点和难点

在该工程施工中，其扭壳主要是由两条不平行的导线移动划分而成的，属于一种直纹网壳。因此为了方便工程施工，所采用的钢筋和预应力筋都应为直线；扭壳作为一种负高斯曲面，在不同的方向上呈现出现的形状存在着一定的差异。比如在一个方向的扭壳剖面上呈现出了拱形的特点，而在另一个方向上扭壳的剖面则是呈现出一种悬状的形式。这两中不同的扭壳剖面形式，在竖向荷载的作用下，就呈现出两张不同的内力，这两种内力在建筑结构中，都是相互制约相互平衡，从而有效的保证其建筑结构的稳定性。

3.2 无粘结预应力筋铺设

3.2.1 标出力筋位置线。根据力筋水平投影间距为600mm算出；长向布置56U秽15.2，钢绞线，左端间距为625mm，右端间距为682mm；短向布置74UΦ15.2钢绞线，上端间距为614mm，下端间距为655mm。

3.2.2 在底层双向普通钢筋铺设后，先铺设短向无粘结预应力筋，再铺设长向无粘结预应力筋。短向力筋的上表面和长向力筋的下表面位于壳板的中截面。短向力筋的下面每隔1.2-1.4m安放1个定位钢筋马凳，并用铁丝扎牢。严格控制预应力筋的竖向位置偏差在±5mm以内。

结束语

综上所述，可知大跨度斜柱人字架和双曲扭壳组合屋盖结构的预应力施工中还存在很多施工难点，相应的施工经验不多，还需要施工人员在实际施工中，一定要按照相关的操作规范进行，这样才能提高建筑构件的耐久性以及其性能，从而提高建筑的使用寿命。本文是结合笔者在大跨度斜柱人字架和双曲扭壳组合屋盖结构预应力施工中总结的经验，希望能够为同类工程施工提供借鉴。

参考文献

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